Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Физика пласта (методичка к лабораторным работам).pdf
Скачиваний:
32
Добавлен:
11.08.2019
Размер:
721.71 Кб
Скачать

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Обработка полученных результатов:

а) масса жидкости (нефти и воды), находившейся в керне до экстрагирования:

mж = m1 m2 ,

(2.1)

б) Удельное содержание жидкости в образце:

 

S уд = mmж ,

(2.2)

1

 

Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:

1.Какова цель экстрагирования кернов?

2.В каком виде керн загружается в аппарат Сокслета?

3.Какие жидкости используют в качестве рабочих в аппаратах Сокслета?

4.Какова технология процесса экстрагирования?

5.Каковы требования техники безопасного ведения работ?

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ПОРОДЫ МЕТОДОМ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ВЗВЕШИВАНИЯ

Цель лабораторной работы:

Определение плотности породы методом гидростатического взвешивания.

Основные теоретические положения:

Плотность скелета горной породы (кажущаяся плотность) - это физическая величина, количественно равная массе единицы объема сухой породы вместе с порами:

ρ = m ,

(3.1)

V

 

Плотность пород определяют для выяснения характера связей

плотности с другими петрофизическими величинами.

В лабораторных

14

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

условиях обычно определяют плотность абсолютно сухого образца породы, т.к. трудно сохранить характерные для естественного залегания пород влажность, минерализацию и водогазонасыщенность. Массу породы можно определить непосредственным взвешиванием на аналитических весах, а для определения внешнего объема образца горной породы применяется несколько методов: вытеснения ртути, обмера образцов строго правильной геометрической формы, гидростатического взвешивания насыщенного жидкостью образца в этой жидкости и в воздухе и др. Наибольшее распространение получил метод гидростатического взвешивания сухого проэкстрагированного образца породы, покрытого тонким слоем парафина (или коллодия), в жидкости (дистиллированной воде) и в воздухе.

Отбор образцов горных пород осуществляется по ГОСТ 26450.0-85, представительность отбора керна из интервалов однородных пород должна составлять не менее 2 образцов на 1 метр и возрастать в зависимости от степени их неоднородности. Для измерения могут быть использованы образцы правильной или произвольной, окатанной формы, не имеющие видимых трещин, каверн, не свойственных породе. Образцы нефтенасыщенных коллекторов нужно проэкстрагировать и высушить при температуре 105°С до постоянной массы, поместить в эксикатор, заполненный хлористым кальцием, где оставить до начала измерений.

Используемое оборудование и материалы:

Весы аналитические; металлический мостик – приспособление для взвешивания предмета, погруженного в воду; электрический подогреватель; мерная емкость; парафин; дистиллированная вода.

Порядок выполнения лабораторной работы:

1.Образец взвешивается на аналитических весах (P1);

2.Парафин разогревается до расплавленного состояния;

3.Образец окунается в разогретый парафин;

15

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

4. Образец взвешивается (P2) и рассчитывается объем парафина по формуле:

Vпар =

P2 P1

,

(3.2)

ρ

 

пар

 

 

где P1 – масса чистого сухого образца, г; P2 – масса запарафинированного образца в воздухе, г; ρпар – плотность парафина, г/см3.

На практике плотность парафина определяют предварительно, производя гидростатическое взвешивание эталонного образца парафина в воде и в воздухе с точностью до 0,01 г.

5.В стакан наливается дистиллированная вода (примерно 2/3 объема);

6.Стакан устанавливается на мостик весов и образец взвешивается при погружении в воду (P3).

На практике при взвешивании необходимо следить за тем, чтобы образец не прикасался к стенкам стакана и все время полностью находился под водой.

Объем парафинированного образца будет равен:

Vпар.обр. =

P2 P3

,

(3.3)

ρ

 

в

 

 

где P2 – масса запарафинированного образца в воздухе, г; P3 – масса запарафинированного образца в воде, г; ρпар – плотность воды, г/см3.

Находится объем образца:

Vобр =Vпар.обр. Vпар ,

(3.4)

Плотность скелета горной породы по известной массе и объему образца рассчитывают по формуле:

ρ =

P1

=

P1

,

(3.5)

 

Vпар.обр. Vпар

 

Vобр.

 

 

7. Рассчитывается погрешность измерений. Способ парафинирования при тщательном выполнении дает хорошие результаты.

1. Погрешность взвешивания P = +/0,001 г, т.е.:

16

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Pотн =

P

=

0,007

100% = 0,4% ,

(3.6)

P

1,8

 

ср

 

 

 

 

2.На точности определений может отразиться проникновение парафина в поры. Для устранения этой погрешности парафинирование должно производиться быстро и при t ≤ 70°С.

3.Наибольшая относительная погрешность в определении плотности возрастает с уменьшением массы и увеличением плотности образца сухой породы.

8.Результаты измерения заносятся в таблицу 3.1

Таблица 3.1

Форма записи результатов лабораторной работы по определению плотности породы методом гидростатического взвешивания

 

 

 

Наименование величины

Обозначение

Результат

Масса чистого сухого образца, г

P1

 

Масса

запарафинированного

P2

 

образца в воздухе, г

 

 

Масса

запарафинированного

P3

 

образца в воде, г

 

 

Объем образца, см3

Vобр

 

Плотность образца, г/см3

ρобр

 

Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:

1.Как нужно отбирать и подготавливать образцы для определения плотности?

2.Перечислите необходимые приборы и материалы.

3.Порядок выполнения работы.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ОТКРЫТОЙ ПОРИСТОСТИ ОБРАЗЦОВ КЕРНА МЕТОДОМ НАСЫЩЕНИЯ ИХ ПРИ ВАКУУМИРОВАНИИ

Цель лабораторной работы:

Определение коэффициента открытой пористости образцов керна методом насыщения их при вакуумировании.

17

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Основные теоретические положения:

На рисунке 4.1 изображена схема установки для проведения данной лабораторной работы.

Рисунок 4.1 – Схема установки для определения пористости образцов горных пород методом насыщения при вакуумировании:

1 – мерная колба; 2 - кран; 3 – герметизирующий винт; 4– кернодержатель; 5 – верхняя крышка кернодержателя; 6 – метка; 7 – кран; 8

– вакуумный манометр; 9 – компрессор; 10 – вакуумная колба.

Установка (рисунок 4.1) состоит из мерной колбы 1, заполняемой жидкостью, имитирующей по реологическим свойствам нефть в пластовых условиях (далее – «нефть»). В качестве такой жидкости может быть использовано моторное или трансформаторное масло.

Колба 1 через кран 2 присоединяется подводящей трубкой к нижней крышке кернодержателя 4. Нижняя крышка кернодержателя имеет герметизирующий винт 3. К верхней крышке 5 кернодержателя присоединена прозрачная отводная трубка, в месте соединения которой с кернодержателем ставится метка 6. Отводная трубка через кран 7 устанавливается в вакуумную колбу 10, заполненную на 1/5 ÷ 1/4 части водой. Нижний конец отводной трубки помещается под уровень воды. Воздух из колбы 10 удаляется вакуумным компрессором 9, а разрежение в колбе регистрируется вакуумным манометром 8.

Кернодержатель – капсула, в которую будет помещаться исследуемый образец керна – разборный.

18

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Кернодержатель состоит из корпуса, на который навинчиваются крышки герметизирующими уплотнениями. В крышке имеется контрольное отверстие. Образец породы (керн) цилиндрической формы устанавливается внутрь корпуса с использованием герметизирующих уплотнений с обоих торцов керна.

Используемое оборудование и материалы:

Образцы керна одинакового размера (L= 5 см и d=3 см); штатив для установки (металлические трубки, соединенные между собой); компрессор; центрифуга; сушильный шкаф.

Порядок выполнения лабораторной работы:

1. Установка монтируется в соответствии схемой 4.1. Перед проведением лабораторной работы замеряется объём (V1) свободного пространства крышки 5 до метки 6 (рисунок 4.1) на прозрачной отводной линии от кернодержателя 4 до крана 7. Замер этого объёма осуществляется заполнением его отмеряемым количеством жидкости. В кернодержателе помещён пронумерованный образец породы. Краны 2 и 7 закрыты. В мерную колбу 1 заливается «нефть». Вывинчивается герметизирующий винт 3, затем открывается кран 2. После появления из-под винта 3 «нефти» этот винт вворачивается в крышку 5 до упора. По делениям мерной шкалы на колбе 1 отмечается количество «нефти», находящейся в ней. Включают компрессор 9, и в колбе 10 создают разрежение 0,01 – 0,012 МПа, что регистрируется манометром 8. Затем выжидают 1–2 минуты, убеждаясь в герметичности установки. Затем кран 7 плавно открывают и по появляющимся, – у нижнего торца отводной трубки, опущенной в воду, – пузырькам воздуха убеждаются в нормальной работе установки. При необходимости компрессор 9 периодически откачивает воздух из колбы 10, поддерживая запланированное разрежение. Опыт продолжают до тех пор, пока «нефть», пройдя через образец породы, не достигнет отметки 6. После этого краны 7 и 2 закрывают,

19

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

а по делениям мерной шкалы на колбе 1 замеряют объём «нефти» (V2), прошедшей через образец породы, находящийся в кернодержателе 4.

Количество «нефти», вошедшей в поры образца породы, вычисляется как разность объёмов:

Vнефт =V2 V1 ,

(4.1)

где V1 – объём свободного пространства крышки; V2 – объем нефти прошедшей через кернодержатель.

Открытая пористость образца:

mоткр =

Vнефт

=

Vнефт

,

(4.2)

V

 

F L

 

обр

 

 

 

 

 

где F– площадь поперечного сечения образца; L – длина образца. Результаты замеров и вычислений по формулам (4.1) и (4.2) заносятся в

таблицу 4.1. В столбец 5 внесены значения проницаемости для возможности построения графической зависимости проницаемости пород от пористости.

Таблица 4.1

Форма записи результатов лабораторной работы по определению коэффициента открытой пористости

Oбъем нефти

Количество

Открытая

Проницаемость

образца

прошедшей

«нефти»,

пористость

образца породы,

 

через

вошедшей в поры

образца, mоткр,

Кпр,*10-15

м2

 

кернодержатель,

образца породы

д.ед.

 

 

 

V2, см3

Vнефт, см3

 

 

 

1

 

 

 

162

 

2

 

 

 

300

 

3

 

 

 

552

 

4

 

 

 

1371

 

5

 

 

 

1542

 

6

 

 

 

1752

 

7

 

 

 

1852

 

8

 

 

 

2051

 

Примечание: различия в замерах и находятся в пределах от 2,1% до

4,5%.

По данным таблицы 4.1 строится графическая зависимость проницаемости пород от их пористости.

Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:

20